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Copyright © 2009 Zanichelli editore Helena Curtis N. Sue Barnes.

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1 Copyright © 2009 Zanichelli editore Helena Curtis N. Sue Barnes

2 Copyright © 2009 Zanichelli editore LA CELLULA Dimensioni cellulari e microscopio ottico Dimensioni cellularimicroscopio ottico Organismi procarioti ed eucarioti Organismi procariotieucarioti Cellule a confronto: procariote, eucariote Cellule animali e vegetali Cellule animalivegetali Membrana cellulare, nucleo Membrana cellularenucleo Strutture di sostegno: il citoscheletro Organuli coinvolti nella sintesi di molecole complesse Organuli coinvolti negli scambi energetici Tabelle riassuntive Link a: fosfolipidi, struttura del DNA, RNA, cromosoma procariote ed eucariotefosfolipidistruttura del DNARNAcromosoma procariote eucariote INDICE

3 Copyright © 2009 Zanichelli editore Dimensioni cellulari Scala degli intervalli di grandezza osservabili al microscopio elettronico, al microscopio ottico e a occhio nudo

4 Copyright © 2009 Zanichelli editore Microscopio ottico Il microscopio ottico permette di osservare cellule di dimensioni che vanno dal micron al millimetro Grazie al suo potere di risoluzione è possibile perciò distinguere sia i batteri sia le cellule umane Per vedere i virus o le macromolecole occorre utilizzare il microscopio elettronico

5 Copyright © 2009 Zanichelli editore Procarioti ed Eucarioti a confronto Procarioti: sono organismi unicellulari sono le forme di vita più antiche Eucarioti: possono essere unicellulari o pluricellulari si sono evoluti dopo i procarioti

6 Copyright © 2009 Zanichelli editore Sono costituiti prevalentemente da batteri Possono essere sia autotrofi sia eterotrofi Possono presentare flagelli con funzione locomotoriaflagelli Possono avere pili per aderire ad altre cellule Si riproducono per via asessuata Organismi procarioti

7 Copyright © 2009 Zanichelli editore Organismi procarioti

8 Copyright © 2009 Zanichelli editore Hanno piccole dimensioni (da 1 a 10 µm) Non presentano organuli circondati da membrana Possiedono una parete cellulare Dispongono di materiale genetico posto nel nucleoide e costituito da un cromosoma che contiene DNAcromosomaDNA Caratteristiche delle cellule procariote

9 Copyright © 2009 Zanichelli editore Sono, nella maggior parte dei casi, organismi pluricellulari Possono essere sia autotrofi sia eterotrofi Le loro cellule sono organizzate in strutture pluricellulari dette tessuti Privilegiano la riproduzione sessuata Le loro cellule presentano organuli specializzati Organismi eucarioti

10 Copyright © 2009 Zanichelli editore Hanno dimensioni che vanno da 10 a 100 µm Presentano organuli circondati da membrana Se sono vegetali, presentano una parete esterna Hanno un nucleo contenente materiale genetico costituito da più cromosomi lineari cromosomi Caratteristiche delle cellule eucariote

11 Copyright © 2009 Zanichelli editore Cellule a confronto Cellula procarioteCellula eucariote cromosomipresente (solo uno)presenti (più di uno) membrana cellularepresente membrana nucleareassentepresente organuli circondati da membrana assentipresenti parete cellularepresente presente (solo nelle piante e nei funghi)

12 Copyright © 2009 Zanichelli editore Struttura di una tipica cellula eucariote animale

13 Copyright © 2009 Zanichelli editore Struttura di una tipica cellula eucariote vegetale

14 Copyright © 2009 Zanichelli editore Struttura della membrana cellulare

15 Copyright © 2009 Zanichelli editore È costituita da un doppio strato di fosfolipidi che hanno le teste polari rivolte verso lesterno e le code apolari verso linternofosfolipidi Possiede proteine di membrana che possono essere integrali o periferiche Presenta carboidrati legati a proteine di membrana (glicoproteine) o a lipidi (glicolipidi) Contiene colesterolo Le molecole al suo interno si possono muovere lentamente nel doppio strato (modello a mosaico fluido) Caratteristiche della membrana cellulare

16 Copyright © 2009 Zanichelli editore Separa il compartimento interno da quello esterno Regola gli scambi tra i due ambienti Costituisce una barriera selettiva Presenta una componente proteica che svolge un importante ruolo nella regolazione dei trasporti cellulari Recepisce segnali dallesterno (ormoni, anticorpi, virus) Funzioni della membrana cellulare

17 Copyright © 2009 Zanichelli editore È lorganulo di maggiori dimensioni Racchiude il DNA, che contiene le informazioni ereditarie, e il nucleolo, che sintetizza i ribosomi Il nucleo

18 Copyright © 2009 Zanichelli editore Microtubuli: filamenti di dimensioni maggiori costituiti da tubulina Filamenti intermedi: filamenti di dimensioni intermedie composti da proteine fibrose Microfilamenti: filamenti sottili di actina Fibre del citoscheletro Il citoscheletro

19 Copyright © 2009 Zanichelli editore Svolge una funzione strutturale Partecipa al movimento della cellula come nel caso dei macrofagi, globuli bianchi che si spostano (mediante pseudopodi) grazie allinterazione tra actina e miosina Funzioni del citoscheletro

20 Copyright © 2009 Zanichelli editore La sintesi e la maturazione di molecole complesse prevede lintervento di vari organuli cellulari che agiscono in sequenza Linformazione per sintetizzare tali molecole parte dal nucleo, viene portata tramite lRNA sul reticolo endoplasmatico rugoso (RER), che assembla le proteine sui ribosomiRNA Nel reticolo endoplasmatico liscio (REL) avviene la sintesi dei lipidi Queste molecole sono portate tramite vescicole nellapparato di Golgi dove vengono maturate, imballate e distribuite ai vari compartimenti cellulari Organuli coinvolti nella sintesi di molecole complesse

21 Copyright © 2009 Zanichelli editore Organuli coinvolti nella sintesi di molecole complesse Le proteine sono inglobate insieme ai lipidi in vescicole e portate allapparato di Golgi Le proteine vengono assemblate e maturate nellapparato di Golgi Le macromolecole sono trasportate verso specifiche aree della cellula allinterno di vescicole Sui ribosomi del RER sono assemblate le proteine. Il REL sintetizza i lipidi

22 Copyright © 2009 Zanichelli editore Organuli coinvolti negli scambi energetici: i mitocondri Sono la sede del processo di respirazione cellulare Sono circondati da una doppia membrana Sono abbondanti in tutte le cellule eucariote metabolicamente attive

23 Copyright © 2009 Zanichelli editore Sono la sede del processo di fotosintesi Sono circondati da una doppia membrana Sono presenti nelle cellule vegetali Organuli coinvolti negli scambi energetici: i mitocondri

24 Copyright © 2009 Zanichelli editore Ciglia e flagelli permettono la motilità delle cellule sia procariote (batteri) sia eucariote (come gli spermatozoi) Le ciglia con il loro movimento possono creare un flusso di sostanze (per esempio nel sistema respiratorio) Strutture per il movimento: ciglia e flagelli

25 Copyright © 2009 Zanichelli editore Tabella riassuntiva STRUTTURACOMPOSIZIONEFUNZIONELOCALIZZAZIONE Membrana cellulare presenta un doppio strato di fosfolipidi e proteine di membrana separa l'ambiente interno da quello esterno regolando gli scambi cellulari circonda tutte le cellule sia procariote che eucariote Nucleopresenta generalmente forma sferica, è avvolto da membrana, contiene il materiale genetico (DNA o RNA) trasmette le informazioni ereditarie e svolge un ruolo di controllo su tutte le attività cellulari generalmente occupa una posizione centrale, si trova in tutte le cellule eucariote Reticolo endoplasmatico è un insieme di membrane connesse tra loro quello liscio è attivo nella sintesi dei lipidi, quello rugoso presenta i ribosomi ed è attivo nella sintesi delle proteine è presente in tutte le cellule, specie in quelle metabolicamente attive Ribosomisono costituiti da RNA e proteine, ricoprono il reticolo endoplasmatico rugoso assemblano gli amminoacidi per la sintesi delle proteine sono presenti in tutte le cellule, sia procariote che eucariote, variano per dimensioni Apparato di Golgi è costituito da sacchi appiattiti formati da membrane riceve le vescicole dal reticolo endoplasmatico e rielabora i loro contenuti maturandoli si trova esternamente al reticolo endoplasmatico in tutte le cellule, specie in quelle metabolicamente attive

26 Copyright © 2009 Zanichelli editore Tabella riassuntiva STRUTTURACOMPOSIZIONEFUNZIONELOCALIZZAZIONE Lisosomiorganuli sferici che contengono enzimi coinvolti in reazioni di idrolisi svolgono un'azione di difesa e un'azione digestiva perché demoliscono molecole complesse in molecole più semplici si trova esternamente alla membrana cellulare nei procarioti e nelle cellule eucariote vegetali Cloroplastipresentano una membrana esterna e una interna sollevata in sacchetti appiattiti (tilacoidi) immersi in una sostanza gelatinosa (stroma) svolgono la fotosintesi clorofilliana che produce sostanze organiche (glucosio) occupano gran parte della cellula vegetale Mitocondripresentano una membrana esterna e una interna sollevata in pieghe, dette creste svolgono la respirazione aerobia che produce energia chimica (ATP) si trovano in tutte le cellule eucariote metabolicamente attive Citoplasmaè una soluzione concentrata di ioni e piccole molecole nella quale sono immersi gli organuli cellulari contiene gli organuli cellularisi trova in molti organismi eucarioti e in alcuni procarioti dove hanno una struttura differente Citoscheletroè costituito da filamenti proteici di varia dimensione distinti in: microtubuli, filamenti intermedi e filamenti di actina svolge una funzione strutturale e partecipa al movimento della cellula si trova negli eucarioti animali

27 Copyright © 2009 Zanichelli editore Tabella riassuntiva STRUTTURACOMPOSIZIONEFUNZIONELOCALIZZAZIONE Parete cellularecostituita da cellulosa (nelle piante) isola e protegge la cellulaè presente nei procariori e nei vegetali Vacuolocavità delimitata da membrana contenente acqua e soluti conferisce sostegno alla cellulaè presente nelle cellule vegetali Vescicolecavità delimitate da membrana contenenti acqua e soluti, più piccole del vacuolo contengono sostanze prodotte dalla cellula che devono essere trasportate da una regione all'altra sono abbondanti nelle cellule metabolicamente attive Ciglia e flagellisono strutture proteiche lunghe e sottili presenti sulla superficie delle cellule permettono il movimento cellulare (p.e.: nello spermatozoo) o svolgono una funzione di filtro (p.e.: nell'apparato respiratorio) sono presenti sia nei procarioti che in alcuni eucarioti Centriolisono strutture proteiche formate da nove coppie di microtubuli guidano la divisione cellulare grazie alla formazione del fuso mitotico sono presenti nelle cellule eucariote

28 Copyright © 2009 Zanichelli editore Torna allIndice LA CELLULA

29 Copyright © 2009 Zanichelli editore Ciglia e flagelli hanno una struttura analoga, costituita da nove coppie di microtubuli disposti in maniera da formare un cilindro intorno a una coppia di microtubuli centrale Struttura di ciglia e flagelli

30 Copyright © 2009 Zanichelli editore In una molecola di fosfolipide la testa (polare) corrisponde al gruppo fosfato e al glicerolo, mentre la coda è rappresentata dalle due catene di acidi grassi (apolari) Fosfolipide

31 Copyright © 2009 Zanichelli editore Il DNA, o acido desossiribonucleico, è costituito da una sequenza di nucleotidi; ognuno di essi è formato da uno zucchero (deossiribosio), un gruppo fosfato e una base azotata (adenina, guanina, citosina e timina) DNA Struttura del nucleotide

32 Copyright © 2009 Zanichelli editore DNA Il DNA ha una struttura a doppia elica in cui i due filamenti sono tenuti insieme dai legami che si formano tra le basi azotate complementari

33 Copyright © 2009 Zanichelli editore La struttura del cromosoma eucariote I cromosomi sono visibili al microscopio ottico solo quando sono più compatti (per esempio allinizio della divisione cellulare) Una volta duplicato, ogni cromosoma risulta costituito da due filamenti identici di DNA, detti cromatidi, uniti dal centromero

34 Copyright © 2009 Zanichelli editore RNA LRNA, o acido ribonucleico, è costituito da nucleotidi, ognuno dei quali possiede uno zucchero (ribosio), un gruppo fosfato e una base azotata (adenina, guanina, citosina o uracile)

35 Copyright © 2009 Zanichelli editore LRNA che trasporta una informazione dal nucleo al citoplasma è detto messaggero LRNA messaggero è costituito da un singolo filamento e viene assemblato copiando uno specifico segmento di DNA RNA messaggero

36 Copyright © 2009 Zanichelli editore Nei procarioti il materiale genetico è organizzato sottoforma di un unico cromosoma circolare I batteri presentano anche altre piccole molecole di DNA circolare, chiamate plasmidi, che gli conferiscono caratteristiche peculiari La struttura del cromosoma procariote


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